Che si tratti di abitazioni, uffici o complessi industriali, il microclima interno è fondamentale per il nostro benessere. L’incidenza dei raggi solari sugli edifici, soprattutto nei mesi estivi, mette fortemente a rischio il comfort climatico degli ambienti interni, con pesanti conseguenze dal punto di vista del benessere delle persone.

A_sol,est è uno dei requisiti progettuali introdotti dal DM Requisiti minimi del 2015 (DM 26 giugno 2015 “Applicazione delle metodologie di calcolo delle prestazioni energetiche e definizione delle prescrizioni e dei requisiti minimi degli edifici”). Lo scopo è quello di controllare gli apporti solari agli ambienti interni di qualsiasi edificio con il fine di ridurre il surriscaldamento degli ambienti nel periodo estivo e dover richiedere, di conseguenza, l’intervento dell’impianto di raffrescamento.

Nel corso dell’articolo viene volutamente evidenziata la figura del progettista. Essendo il primo attore del processo edilizio, le sue scelte determinano in maniera, talvolta, irreversibile il risultato finale, compreso il rispetto delle normative cogenti.

La quantità di calore lasciata passare dalle superfici vetrate più esposte al sole fa aumentare la temperatura interna, rendendo talvolta insostenibile la permanenza nei locali. Si rende pertanto necessario un continuo raffrescamento tramite climatizzazione, con il risultato di un enorme spreco di energia elettrica.

Il problema è ancora più sentito negli ambienti che presentano ampie superfici trasparenti. Nei mesi invernali gli apporti solari gratuiti contribuiscono a ridurre il fabbisogno energetico per il riscaldamento, ma, comportando un aumento della temperatura interna, possono essere problematici nella stagione estiva se non correttamente considerati durante la fase progettuale e nella scelta del prodotto vetrario.

Sia nelle nuove costruzioni, sia nelle ristrutturazioni importanti di primo livello, il DM chiede di verificare che il rapporto tra area solare equivalente estiva (A_sol,est) dei componenti finestrati e l’area della superficie utile (A_sol,est/A_{sup utile}) non superi il valore massimo ammissibile.

Il limite è fisso, ma differenziato per abitazioni civili (0,03) e per altre destinazioni d’uso (0,04). Per poter rispettare il requisito è indispensabile una progettazione accorta, che eviti, o comunque limiti, l’irraggiamento diretto attraverso i componenti trasparenti.

La formula per il calcolo dell’Area solare equivalente estiva è riportata al paragrafo 2.2 dell’Appendice A del DM:

A_sol,est = S_k F_sh,ob × g_gl+sh × (1 – F_F) × A_w,p × F_sol,est [m²]

Il parametro A_sol,est tiene conto di molti fattori:

• caratteristiche e dimensioni del vetro e delle schermature;
• ombreggiatura offerta da corpi limitrofi;
• ostruzioni esterne ed aggetti orizzontali e verticali;
• latitudine in cui è inserito l’edificio in esame e del suo orientamento.

Nella formula, F_sh,ob rappresenta le riduzioni per ombreggiatura relativa ad elementi esterni. L’ombreggiatura può essere causata da ostruzioni esterne, aggetti orizzontali o verticali.

Il termine g_gl+sh rappresenta la trasmittanza di energia solare totale della finestra calcolata nel mese di luglio, quando la schermatura solare è utilizzata. I pedici gl e sh indicano rispettivamente i contributi forniti dal vetro (glass) e dalle schermature (shading). g_gl+sh tiene conto quindi non solo del ruolo del vetro, ma anche di eventuali schermature mobili, purché siano applicate in modo solidale con l’involucro edilizio e non liberamente montabili e smontabili dall’utente.

Se non espressamente indicato sulla scheda tecnica del prodotto, per il calcolo di g_gl+sh si applica la UNI/TS 11300-1.

F_F è la frazione di area relativa al telaio (rapporto tra l’area proiettata del telaio e l’area proiettata totale del componente finestrato).

A_w,p è l’area proiettata totale del componente vetrato (area del vano finestra).

La località dove è realizzato l’edificio e la sua esposizione sono rappresentati dal fattore F_sol,est.

Nel determinare quantità e tipologia delle aperture di un edificio, il progettista deve agire in maniera tale da gestire le esigenze progettuali del caso, ad esempio quantità di superfici aero-illuminanti e suddivisione percentuale tra parete e copertura delle superfici trasparenti secondo i parametri dei regolamenti locali, esigenze di illuminazione ai fini del layout interno, utilizzo di superfici trasparenti con fini architettonici, ecc., in modo da ottemperare contemporaneamente al rispetto del parametro dell’Area solare equivalente.

Nel caso specifico degli edifici non residenziali realizzati con soluzioni prefabbricate in calcestruzzo, il progettista, come accennato nel paragrafo precedente, deve prevedere anche la ripartizione delle superfici trasparenti tra le pareti dell’edificio e la copertura dell’edificio stesso. Le finestre in copertura possono avere, infatti, andamento orizzontale o verticale, con evidente diversa influenza sul valore dell’area solare equivalente.

Oltre all’orientamento delle finestre in copertura, il progettista può agire, nel rispetto dei limiti minimi imposti dai regolamenti di salute vigenti, anche sull’entità delle superfici suddivise per tipologia omogenea: stesso orientamento, stessi materiali, stesse schermature, stessa presenza di eventuali aggetti.

L’ombreggiatura offerta da edifici circostanti dipende dallo stato di fatto e non può essere modificata dal progettista, che può però intervenire prevedendo aggetti orizzontali o verticali in prossimità delle aperture.

In alcuni fortunati casi è possibile modificare l’orientamento degli assi principali dell’edificio (l’influenza dell’orientamento sulla performance energetica dell’edificio è trattata in un articolo dedicato), e di conseguenza l’esposizione delle superfici vetrate.

Ultimo, ma sicuramente non per ordine di importanza, il progettista può intervenire sulla scelta dei materiali, e quindi sulla trasmittanza di energia solare dei vetri, e sulla presenza o meno delle schermature.

Dovrà essere il progettista a bilanciare tecnologie, conoscenze tecniche e risparmi economici conseguibili selezionando solamente quelle tecnologie/combinazioni che permettono il rispetto dei limiti con il fine ultimo di ottimizzare il rapporto tra le prestazioni e l’economicità dell’intervento.

E’ da notare, in conclusione, che un altro parametro influisce sulla verifica dell’area solare equivalente: la localizzazione dell’edificio. Le scelte progettuali adottate per un edificio specifico non necessariamente sono le scelte ottimali per un analogo edificio, ma realizzato in un luogo diverso.